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Marker-gestützte Züchtung und Genomische Selektion

In der Markertechnologie werden unter Verwendung modernster Analysetechnik sogenannte molekulare Marker eingesetzt. Sie dienen der Unterstützung der Selektion auf gewünschte Leistungs- oder Resistenzmerkmale nach Kreuzungen (Marker-gestützte Selektion) bzw. nach Rückkreuzung (Marker-gestützte Rückkreuzung), der Einteilung von Züchtungspools oder der Qualitätssicherung.

Mit Hilfe von molekularen Markern ist es möglich Pflanzen auf der DNA-Ebene zu charakterisieren. Molekulare Marker sind eindeutig identifizierbare, kurze DNA-Abschnitte, deren Ort im Genom bekannt ist. Durch die Verknüpfung mit interessanten Merkmalen lassen sich sogenannte genetische Karten erzeugen. Sind bestimmte molekulare Marker an bestimmten Stellen im Pflanzengenom vorhanden, lassen sich auf diese Weise Schlussfolgerungen auf die Eigenschaften einer Pflanze ziehen.

Die Anwendung der Markertechnologie führt zu einer schnelleren und effizienteren Pflanzenzüchtung. Ohne moderne Verfahren musste das Wachstum der Nutzpflanzen bis zum Reifestadium abgewartet werden, um die gewünschte Merkmalsausprägung zu beobachten. Mithilfe von molekularen Marker kann man heute innerhalb von 48 Stunden feststellen, ob eine gewünschte Eigenschaft in der gezüchteten Sorte vorhanden ist.

Die Anwendung und Entwicklung von molekularen Markern gehören zur Routine der praktischen Pflanzenzüchtung bei KWS.


Genomische Selektion

Die genomische Selektion stellt eine Anwendung der Markertechnologie für die Vorhersage komplexer Züchtungsmerkmale wie beispielsweise Ertrag oder Widerstandsfähigkeit gegenüber Schädlingen dar.

Möglich wird dies durch die Identifizierung zahlreicher molekularer Marker, die eine vollständige Abdeckung des Genoms von Pflanzenpopulationen erlauben. Jede Pflanze besitzt ein bestimmtes Marker-Profil – vergleichbar mit einem Fingerabdruck. Mit an der KWS bereits etablierten Hochdurchsatz-Analysen lassen sich Marker-Profile schnell und kostengünstig erstellen.

Tausende von Marker-Profilen einer Pflanzenpopulation werden mit den gemessenen Daten aus dem Feld verknüpft. Daraus werden statistisch-mathematische Modelle entwickelt, mit denen sich anhand der Marker-Profile von Samenkörnern oder Jungpflanzen vorhersagen lässt, welches Potential sie haben und ob sie sich für Kreuzungen eignen. Somit entfällt die Durchführung langwieriger Feldversuche.
Bei KWS wird der Ansatz der genomischen Selektion für Mais und Zuckerrübe intensiv erprobt und neue statistisch-mathematische Ansätze für die Vorhersage von Eigenschaften angewendet. Durch die enge Zusammenarbeit von Genom- und Züchtungsforschung werden eine Erhöhung der Züchtungseffizienz und eine Beschleunigung des züchterischen Fortschritts auch bei weiteren KWS-relevanten Kulturarten erwartet.

Öffentlich geförderte Projekte

Markertechnologie


 
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